(57)【要約】【課題】移動ロボットが充電時に正確かつ迅速に充電台に復帰可能にする、移動ロボットの自動充電復帰システム及びその復帰方法を提供する。【解決手段】無線送受信部１１０を介して受信される移動ロボット３００からの充電要請信号によって赤外線を放射して赤外線放射信号を出力する赤外線モジュール１２０を備える充電台１００と；移動ロボットのバッテリ電圧が基準電圧より小さい場合、充電台１００に上記の充電要請信号を出力し、充電台１００から受信される上記の赤外線放射信号によってカメラモジュール３１０から入力される映像情報を利用して復帰走行する移動ロボットで、カメラモジュール３１０から入力される映像から赤外線が捕捉された場合、この捕捉された映像での赤外線位置情報を利用して移動ロボットの復帰移動走行を制御するマイクロプロセッサを具備する移動ロボットと；を含んで移動ロボットの自動充電復帰システムを構成する。【選択図】図１
2006344202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線送受信部を介して受信される移動ロボットからの充電要請信号によって赤外線を放射し、該赤外線の放射による赤外線放射信号を出力する赤外線モジュールが具備されている充電台と；
前記移動ロボットのバッテリ電圧が基準電圧より小さい場合、前記充電台に前記充電要請信号を出力し、前記充電台から受信される赤外線放射信号によってカメラモジュールから入力される映像情報を利用して復帰走行する移動ロボットであって、前記カメラモジュールから入力される映像から赤外線が捕捉される場合、捕捉された映像での赤外線位置情報を利用して前記移動ロボットの復帰移動走行を制御するマイクロプロセッサを具備する移動ロボットと；
を含むことを特徴とする移動ロボットの自動充電復帰システム。
【請求項２】
前記マイクロプロセッサが、
前記移動ロボットのバッテリ電圧が基準値より小さい場合、前記移動ロボットの無線送受信部を介して前記充電台に充電要請信号を出力し、前記充電台から受信される赤外線放射信号によって前記移動ロボットの探索走行を制御する充電制御部と；
前記カメラモジュールから入力される映像をメモリに貯蔵し、前記メモリに貯蔵された以前の映像と前記カメラモジュールから入力される映像間の色彩情報又は輝度情報のうちのいずれか一つを含む映像情報を相互比較して、充電台の赤外線モジュールから放射される赤外線を感知する映像処理部と；
前記映像処理部からの赤外線感知時、該当映像での赤外線位置情報を算出する位置算出部と；
前記位置算出部から入力される赤外線位置情報を利用して、前記赤外線位置が映像の中央に位置するように走行制御信号を出力する走行制御部と；
を含むことを特徴とする請求項１に記載の移動ロボットの自動充電復帰システム。
【請求項３】
前記充電台と移動ロボット間のデータ通信は、ブルートゥースモジュール、無線ランモジュール、ジグビーモジュールのいずれか一つを利用した無線通信であることを特徴とする請求項２に記載の移動ロボットの自動充電復帰システム。
【請求項４】
前記充電台と移動ロボット間のデータ通信は、赤外線を利用してデータを送受信することを特徴とする請求項２に記載の移動ロボットの自動充電復帰システム。
【請求項５】
移動ロボットとデータ通信が可能で、赤外線信号を放射する充電台と；
前記充電台とデータ通信が可能で、外部から映像情報の入力を受け、入力される映像情報から前記赤外線信号が感知される場合、既貯蔵された映像情報と入力される映像情報とを比較して、赤外線を放射する充電台の位置を算出して該充電台に復帰する移動ロボットと；
を含むことを特徴とする移動ロボットの自動充電復帰システム。
【請求項６】
前記充電台が、
前記移動ロボットと無線データ通信を遂行する無線送受信部と；
前記無線送受信部を介して前記移動ロボットから充電要請信号が入力されたとき、発光素子を駆動して赤外線を放射する赤外線モジュールと；
を含むことを特徴とする請求項５に記載の移動ロボットの自動充電復帰システム。
【請求項７】
前記移動ロボットが、
少なくとも一つ以上の車輪を駆動する駆動モータを制御するモータ駆動部と；
バッテリから印加される電圧を所定の抵抗比で分圧し、該分圧された電圧を測定して測定値を出力するバッテリ測定部と；
前記充電台と無線データ通信を遂行する無線送受信部と；
外部から入力される映像を撮影するカメラモジュールと；
移動ロボットの駆動のための運営プログラム及び前記カメラモジュールから入力される映像情報を貯蔵するメモリと；
前記バッテリの充電制御、前記充電台との無線データ通信制御、前記入力される映像の処理、前記充電台の位置算出及び移動ロボットの走行制御を含んで移動ロボットの作動を全般的に制御するマイクロプロセッサと；
を含むことを特徴とする請求項６に記載の移動ロボットの自動充電復帰システム。
【請求項８】
前記マイクロプロセッサが、
前記バッテリ測定部から入力される測定値が基準値より小さい場合、充電を要請する充電要請信号を生成して出力する充電制御部と；
前記カメラモジュールから入力される映像情報を前記メモリに貯蔵し、既貯蔵された映像情報と前記入力される映像情報とを比較して赤外線信号の有無を感知し、該感知結果を出力する映像処理部と；
前記映像処理部で前記入力される映像情報に前記赤外線信号の感知信号が含まれる場合、前記入力される映像情報から前記赤外線の放射される位置を算出して赤外線位置情報を出力する位置算出部と；
前記位置算出部から出力される前記赤外線位置情報を利用して、移動ロボットが前記充電台に復帰するように前記モータ駆動部に制御信号を出力する走行制御部と；
を含むことを特徴とする請求項７に記載の移動ロボットの自動充電復帰システム。
【請求項９】
前記映像処理部が、
既貯蔵された映像情報と前記カメラモジュールから入力される映像情報との色彩情報又は輝度の差を比較して前記赤外線信号の有無を感知することを特徴とする請求項８に記載の移動ロボットの自動充電復帰システム。
【請求項１０】
前記位置算出部が、前記赤外線の感知された映像の中央を基準に赤外線映像の中央までの方向を算出し、
前記走行制御部が、前記位置算出部から入力される赤外線位置情報を利用して、撮影された映像での赤外線位置が映像の中央に位置するように走行制御信号を出力することを特徴とする請求項８又は９に記載の移動ロボットの自動充電復帰システム。
【請求項１１】
前記マイクロプロセッサが、
前記充電制御部の充電要請信号によって前記無線送受信部を介して前記充電台に充電要請信号を送信し、前記充電台から赤外線放射信号が入力されたとき、前記走行制御部に前記充電台を探索するための走行制御信号を出力することを特徴とする請求項８又は９に記載の移動ロボットの自動充電復帰システム。
【請求項１２】
前記走行制御部が、
前記充電台を探索するための走行制御信号が入力されたとき、前記メモリに貯蔵された走行アルゴリズムによって一定領域を探索走行することを特徴とする請求項１１に記載の移動ロボットの自動充電復帰システム。
【請求項１３】
前記カメラモジュールが、
前記充電台の赤外線モジュールから赤外線を放射する発光素子の高さと同じ高さを有することを特徴とする請求項７から９までのいずれか一項に記載の移動ロボットの自動充電復帰システム。
【請求項１４】
測定されたバッテリ残量が基準電圧値より小さい場合、充電台に充電要請信号を伝送する段階と；
前記充電台からの赤外線駆動信号によって移動ロボットが探索走行を開始し、カメラモジュールを介して入力される映像情報を貯蔵する段階と；
前記カメラモジュールを介して入力される映像情報から前記充電台から放射される赤外線を感知する段階と；
前記赤外線が感知される場合、赤外線の感知された映像情報から赤外線位置情報を算出し、該算出値によって前記移動ロボットが前記充電台に復帰するように走行制御信号を出力する段階と；
を含むことを特徴とする移動ロボットの自動充電復帰方法。
【請求項１５】
前記赤外線を感知する段階が、
既貯蔵された映像情報とカメラモジュールから入力される赤外線の感知された映像情報との色彩情報又は輝度の差を比較して赤外線信号の有無を感知する段階；
を含むことを特徴とする請求項１４に記載の移動ロボットの自動充電復帰方法。
【請求項１６】
前記移動ロボットが前記充電台に復帰するように走行制御信号を出力する段階が、
入力される前記赤外線位置情報を利用して、赤外線の感知された映像での赤外線位置が映像の中央に位置するように前記走行制御信号を出力する段階；
を含むことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の移動ロボットの自動充電復帰方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動ロボットに関するもので、より詳細には、カメラモジュールから入力される充電台の赤外線モジュールの赤外線映像情報を介して正確で迅速に充電台に復帰するようにする、移動ロボットの自動充電復帰システム及びその復帰方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ロボットは、産業用に開発され、工場自動化の一環として使用されたり、人間が耐えられない極限環境で人間の代わりに情報を収集したり、資料を採集するのに使用されてきた。このようなロボット工学分野は、近来は最先端宇宙開発産業に使用されながら発展を繰り返し、最近は人間親和的な家庭用ロボットが開発されるに至った。このような人間親和的な家庭用ロボットの代表的な例が、掃除用移動ロボットである。
【０００３】
この掃除用移動ロボットは、住宅または事務室のような一定の掃除区域を自ら走行しながら、ほこりまたは異物質を吸入する機器で、ほこりまたは異物質を吸入する一般的な真空掃除機の構成以外に、ロボットを走行させる走行装置と、掃除区域内にある多様な障害物と衝突せずに走行できるように障害物を感知する多数の感知センサと、電源を供給するバッテリ及び装置全般を制御するマイクロプロセッサなどから構成されている。
【０００４】
このような構成によって、掃除用ロボットは、多数の感知センサを介して掃除区域内に設置された各種障害物、例えば家具、壁などのような障害物までの距離を判別し、この判別した情報を利用して障害物と衝突しないように走行しながら掃除区域を掃除する。
【０００５】
最近は、掃除領域をもれなく掃除するために、掃除領域に対する位置を認識することができるようにするためにカメラモジュールの搭載された掃除用移動ロボットが登場した。
【０００６】
この移動ロボットの場合、カメラモジュールから撮影された周辺映像情報を介して自分自身の位置を認識することができるだけでなく、掃除領域に対する情報を正確に判別することができるので、掃除領域をもれなく、より正確に掃除する。
【０００７】
一方、掃除用移動ロボットは、前述したようにバッテリによって作動するので、使用者の便宜のために自動充電機能を有している。このような自動充電機能は、移動ロボットが自らバッテリの残量を把握して、それが基準値に至らない場合、掃除区域の所定位置に設置された充電台に自動的に復帰して、不十分なバッテリの電源を充電した後、再び作業を再開する。
【０００８】
このような、従来の掃除用移動ロボットの充電台への自動復帰方法は、充電台に所定の信号を出力する赤外線送信部を装着し、移動ロボットには赤外線送信部から放射される赤外線を感知する赤外線センサを装着して、赤外線送信部から放射される赤外線を感知して赤外線送信部の位置を判断し、復帰させる方法である。
【０００９】
しかし、このような方法の場合、移動ロボットに装着される赤外線センサの受光範囲が小さいだけでなく、赤外線送信部から移動ロボットが所定距離以上離れている場合、赤外線信号を感知することができにくくなるので、赤外線送信部から放射される赤外線を感知するのに必要な時間が長びき、復帰中にバッテリに貯蔵された電源が全て消耗して、その駆動ができなくなるという問題点を有していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、前記のような問題点を解決するためなされたもので、カメラモジュールから入力される充電台の赤外線モジュールの赤外線映像情報によって充電台の位置を迅速に感知し、移動ロボットがより早く正確に充電台に復帰するようにする、移動ロボットの自動充電復帰システム及びその復帰方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記のような目的を達成するための本発明の好適実施例による移動ロボットの自動充電復帰システムは、充電台と各種データを送受信しながらレンズから入力される映像を撮影するカメラモジュールを含む移動ロボットにおいて、無線送受信部を介して受信される前記移動ロボットからの充電要請信号によって赤外線を放射し、この赤外線放射による赤外線放射信号を出力する赤外線モジュールが具備されている充電台と；前記移動ロボットのバッテリ電圧が基準電圧より小さい場合、前記充電台に充電要請信号を出力し、前記充電台から受信される赤外線放射信号によって前記カメラモジュールから入力される映像情報を利用して復帰走行する移動ロボットで、前記カメラモジュールから入力される映像から赤外線が捕捉される場合、捕捉された映像での赤外線位置情報を利用して前記移動ロボットの復帰移動走行を制御するマイクロプロセッサを具備する移動ロボットと；を含むことを特徴とする。
【００１２】
このような構成によって、本発明による移動ロボットの自動充電復帰システムは、従来の移動ロボットの復帰走行のために別途に装着される赤外線或いは超音波送受信センサを使用せずに、移動ロボットに装着されているカメラモジュールから入力される赤外線の映像情報によって充電台の位置を感知して、移動ロボットをより迅速に充電台に復帰させることができるという長所がある。
【発明の効果】
【００１３】
以下で詳細に説明するように、本発明による移動ロボットの自動充電復帰システム及びその復帰方法は、従来の移動ロボットの復帰走行のために別途に装着される赤外線あるいは超音波送受信センサを使用せず、移動ロボットに装着されているカメラモジュールから入力される赤外線の映像情報を介して充電台の位置を感知し、移動ロボットをより早く充電台に復帰させることができるという長所がある。
【００１４】
つまり、本発明による移動ロボットの自動充電復帰システム及びその復帰方法は、移動ロボットに装着された通常のカメラモジュールが赤外線を感知するのを利用したシステムで、カメラモジュールの場合、従来使用されている赤外線センサあるいは超音波センサに比べ受光範囲、つまりレンズを介してカメラモジュールに入力される映像の撮影範囲が相対的に広くなることによって、遠距離からでも充電台から放射される赤外線を容易に感知することができる。
【００１５】
これによって、カメラモジュールから入力される映像から赤外線の一部でも捕捉される場合、赤外線が捕捉された映像での赤外線位置情報を基に移動ロボットの走行を制御することによって、移動ロボットをより迅速に充電台に復帰させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、添付の図面を参照して後述する好適実施例によって、より明白になる。以下ではこのような実施例によって当業者が容易に理解し、実施できるように詳細に説明する。
【００１７】
本発明を説明するに際し、本明細書で説明する移動ロボットとしては、掃除用ロボットを例示して説明した。しかし、本発明において移動ロボットは、本明細書の掃除用ロボットに限定されるものではなく、バッテリ消耗時に、充電台に自動復帰してバッテリを充電した後作動する全てのロボットを包む。
【００１８】
図１は、本発明による移動ロボットの自動充電復帰システムの構成を概略的に示した図である。
【００１９】
図１に図示されているように、本発明による移動ロボットの自動充電復帰システムは、大きく分けて、移動ロボットの充電時に移動ロボットの充電台への復帰を誘導し、復帰した移動ロボットに電源を供給する充電台１００と、カメラモジュールから入力される周囲映像情報を介して移動ロボットが特定領域を移動しながら使用者の命令による掃除作業を遂行する移動ロボット３００とで構成される。
【００２０】
本発明による移動ロボットの自動充電復帰システムの充電台１００は、移動ロボットとデータを送受信しながら移動ロボットの充電台への復帰を誘導するもので、図１に図示されているように、無線送受信部１１０と赤外線を放射する赤外線モジュール１２０とを含む。そして、図面に図示されていないが、移動ロボットが充電台とドッキングする場合、移動ロボットに電源を供給する電源供給端子が備えられている。
【００２１】
この実施例において、移動ロボットとデータを送受信する充電台１００の無線送受信部１１０は、近距離無線通信モジュールであるブルートゥースモジュール、無線ランモジュール、ジグビー（zigbee）モジュールのうちいずれか一つを利用して無線信号を送受信する。また他の実施例において、無線送受信部１１０は、赤外線信号を利用した赤外線通信方法によって実現可能である。この場合、充電台１００は、赤外線モジュールを介して移動ロボットとデータ通信を遂行するが、赤外線モジュール１２０は、所定の信号を赤外線に変調して放射する赤外線送信部と、受光した赤外線を復調処理する赤外線受信部とを含む。
【００２２】
一方、赤外線モジュール１２０は、無線送受信部１１０を介して受信される移動ロボット３００からの充電要請信号によって赤外線を放射するように発光素子を駆動する。また、赤外線モジュールは、発光素子によって赤外線が放射される場合、発光素子の作動状態を知らせる赤外線放射信号を無線送受信部を介して移動ロボットに伝送する。
【００２３】
即ち、上記のような構成によって、本発明の実施例における充電台は、無線送受信部を介して充電要請信号を受信した場合、赤外線モジュールの駆動によって移動ロボットの復帰経路を誘導する赤外線を放射する一方、赤外線の作動状態を知らせる赤外線放射信号を移動ロボットに伝送する。
【００２４】
以下に、上述の構成を有する充電台の作動状態によって走行制御される本発明による移動ロボットの自動充電復帰システムを構成する移動ロボットの構成について説明する。
【００２５】
本発明の実施例による移動ロボット３００は、レンズから入力される映像を撮影するカメラモジュール３１０と、移動ロボットの駆動のための運営プログラム及びカメラモジュールから入力される映像情報を貯蔵するメモリ３２０と、装置全般に電源を供給するバッテリ３３０及びこのバッテリ電圧を測定するバッテリ測定部３４０と、充電台１００とデータを送受信する無線送受信部３５０と、移動ロボットの装置全般を制御するマイクロプロセッサ３６０及びモータ駆動部３７０とを含む。
【００２６】
カメラモジュール３１０は、移動ロボットの走行時、前方の各種映像を撮影するもので、図面に図示されていないが、レンズ系と、このレンズ系からの光信号をアナログ電気信号に変換する撮像部と、撮像部から出力される信号を処理し、これをデジタル信号に変換してマイクロプロセッサへの入力に適合したフォーマットに変換する変換部と、モジュール全体の動作を制御するカメラモジュール制御部とを含む。このような構成を有するカメラモジュールは、本件出願日以前に既に公知の技術であるので、これに関する詳細な説明は省略する。
【００２７】
これによって、本発明による移動ロボットは、走行時カメラモジュールを介して周辺映像を撮像しながら、撮像された映像情報を利用して走行時の障害物の存在の有無をより正確に認識することができる。このように、周辺映像を撮像するカメラモジュールは、移動ロボットの前方に装着されるもので、前述した充電台を構成する赤外線モジュールの発光素子の高さと同じ高さになるようにするのが好ましい。
【００２８】
従って、本発明による移動ロボットの自動充電復帰システムでは、移動ロボットはカメラモジュールを介して周辺映像を撮像しながら走行し、撮像された映像情報を利用して走行時の障害物の存在の有無をより正確に認識することができるだけでなく、赤外線を放射する赤外線モジュールの方向を感知して充電台に復帰することになる。
【００２９】
一方、メモリ３２０は、ＥＥＰＲＯＭ、またはフラッシュメモリのような非揮発性メモリ素子で構成され、移動ロボットの駆動のための運営プログラムが貯蔵されている。また、メモリ３２０には移動ロボットが掃除作業をするのに必要な最小限のバッテリに関する情報、つまりバッテリに対する基準電圧値が貯蔵されている。また、メモリ３２０にはカメラモジュール３１０を介して撮像された各種映像情報が貯蔵されている。このように、メモリ３２０に貯蔵されるデータはマイクロプロセッサによってアクセス制御される。
【００３０】
そして、バッテリ測定部３４０は、移動ロボットに内蔵されたバッテリ３３０の電圧を測定するもので、バッテリ３３０から印加される電圧を所定の抵抗比で分圧し、この分圧された電圧を測定してマイクロプロセッサ３６０に出力する。
【００３１】
これによって、マイクロプロセッサ３６０は、バッテリ測定部３４０から入力される測定電圧のレベルによって、バッテリ残量表示バーを介して現在のバッテリ残量を表示する。
【００３２】
そして、無線送受信部３５０は、充電台１００の無線送受信部１１０とデータ通信を遂行するもので、本発明の一実施例において無線送受信部３５０は、近距離無線通信モジュールであるブルートゥースモジュール、無線ランモジュール、ジグビー（zigbee）モジュールのうちいずれか一つを利用して無線信号を送受信する。
【００３３】
また、他の実施例において、無線送受信部３５０は赤外線信号を利用した赤外線通信方法によって実現可能である。この実施例において、充電台１００は、前述したように赤外線モジュール１２０を介して移動ロボットとデータ通信を遂行し、この赤外線モジュール１２０は、所定の信号を赤外線に変調して放射する赤外線送信部と、受光した赤外線を復調処理する赤外線受信部とを含み、移動ロボット３００は、充電台の赤外線モジュール１２０に対応する赤外線通信モジュールを介して各種データを送受信する。つまり、赤外線通信モジュールは、前述したように、所定の信号を赤外線に変調して放射する赤外線送信部と、受光した赤外線を復調処理する赤外線受信部とを含むもので、このような赤外線通信は、本件の出願以前に既に公知の技術であるので、これに関する詳細な説明は省略する。
【００３４】
そして、モータ駆動部３７０は、マイクロプロセッサ３６０から印加される駆動制御信号、つまり制御信号によって各車輪に装着される左／右輪モータを各々駆動する。
【００３５】
一方、本発明の実施例による移動ロボットのマイクロプロセッサ３６０は、メモリに貯蔵された運営プログラムデータに基づいて移動ロボットの動作を全般的に制御するが、本発明の特徴的な実施形態によって、カメラモジュール３１０を介して入力される映像情報から獲得される赤外線の位置情報を参照して充電台への移動ロボットの復帰走行を制御する。
【００３６】
つまり、本発明によるマイクロプロセッサ３６０は、図１に図示されているように、充電制御部３６１、映像処理部３６２、位置算出部３６３及び走行制御部３６４を含む。
【００３７】
充電制御部３６１は、前述したバッテリ測定部３４０から入力される移動ロボットのバッテリ電圧が基準電圧より小さい場合、充電台に充電を要請する充電要請信号を無線送受信部３５０に出力する。そして、この充電要請信号によって無線送受信部３５０を介して赤外線放射信号を受信すると、充電台から放射される赤外線を探すために既設定された走行アルゴリズムに基づいて周辺領域を探索走行するようにモータ駆動部３７０を制御する。
【００３８】
これによって、移動ロボットは、充電制御の制御信号によって周辺領域を探索走行しながら、カメラモジュール３１０を介して周辺映像を撮像することになる。
【００３９】
そして、映像処理部３６２は、カメラモジュール３１０から入力される映像をメモリ３２０に貯蔵し、メモリに貯蔵された以前の映像とカメラモジュール３１０から入力される現在の映像の映像情報とを相互に比較して、充電台の赤外線モジュール１２０から放射される赤外線を感知する。
【００４０】
つまり、本発明の実施例において、映像処理部３６２は、移動ロボットの運営プログラムデータに基づいてカメラモジュールから入力される撮像映像の映像情報、例えば撮像される映像の色彩情報または輝度の差によって充電台に装着されている赤外線モジュールから放射される赤外線を感知する。つまり、本発明の実施例におけるカメラモジュールの場合、前述したように赤外線が撮像されることによって、赤外線が撮像された場合、撮像される赤外線によって映像の色彩情報あるいは輝度が変化し、この変化する色彩情報または輝度が、上述した映像処理部３６２を介して感知される。
【００４１】
そして、位置算出部３６３は、映像処理部３６２からの赤外線感知時、該当映像からの赤外線位置情報を算出する。例えば、該当映像の真正面を基準にして赤外線が捕えられた赤外線映像の中央までの方向を算出する。
【００４２】
これによって、移動ロボットのマイクロプロセッサ３６０は、位置算出部３６３から出力される位置情報を利用して移動ロボットが走行するように走行制御部３６４を介して左／右輪モータ駆動部３７０に制御信号を出力する。
【００４３】
つまり、本発明の実施例において、走行制御部３６４は、位置算出部から入力される赤外線位置情報を利用して、撮像された映像での赤外線位置が映像の中央、つまりレンズの中央に位置するように走行制御信号を出力する。
【００４４】
従って、本発明による移動ロボットの場合、所定距離移動するごとに、メモリに貯蔵された以前の映像とカメラモジュールから入力される現在の映像の映像情報とを相互に比較し、その結果によって算出される位置情報を利用して、映像での赤外線位置が映像の中央に位置するように、走行制御部を介してモータ駆動部に移動ロボットに対する走行制御信号を出力する。
【００４５】
これによって、本発明による移動ロボットの自動充電復帰システムは、カメラモジュールを介して撮像される映像での赤外線の位置情報を利用して充電台の位置を容易に認識することによって、より早く充電台に復帰することができる。
【００４６】
つまり、本発明による移動ロボットの自動充電復帰システムは、移動ロボットに装着された通常のカメラモジュールが赤外線を感知するのを利用したシステムで、カメラモジュールの場合、従来使用されていた赤外線センサ、あるいは超音波センサに比べ受光範囲、つまりレンズを介してカメラモジュールに入力される映像の撮影範囲が相対的に大きいことによって、遠距離からでも充電台から放射される赤外線を容易に感知することができる。
【００４７】
これによって、カメラモジュールから入力される映像から赤外線が感知される場合、赤外線の捕捉された映像での赤外線位置情報を算出しながら、算出された赤外線位置情報を基に移動ロボットの走行を制御することによって、移動ロボットをより迅速に充電台に復帰させることができる。
【００４８】
以下では、図１及び図２を参照して、前記のような構成を有する本発明による移動ロボットの自動充電のための復帰方法について説明する。
【００４９】
図２は、本発明による移動ロボットの自動充電復帰方法を説明するためのフローチャートで、図１及び図２に図示されているように、本発明による移動ロボットは、特定領域で使用者の命令によって掃除作業を遂行する（Ｓ１００）。このように掃除作業を遂行しながら、移動ロボットはバッテリ測定部３４０を介して所定の周期間隔でバッテリ残量を測定する（Ｓ１１０）。
【００５０】
このような過程を介して、作業を遂行しながらバッテリ測定部３４０から入力されるバッテリ残量がメモリ３２０に設定された基準電圧より小さくなると（Ｓ１２０）、充電モードに切り換えられて充電のために充電台に復帰するための復帰モードに切り換える。しかし、バッテリ測定部３４０から入力されるバッテリ残量がメモリ３２０に設定された基準電圧より大きい場合は、Ｓ１００段階に戻って使用者の命令によって掃除作業を遂行する。
【００５１】
一方、バッテリ測定部３４０から入力されるバッテリ残量がメモリに設定された基準電圧より小さい場合は、移動ロボットのマイクロプロセッサ３６０は、充電制御部３６１を介して充電台に充電要請信号を出力する（Ｓ１３０）。そして、無線送受信部３５０を介して受信される充電台の赤外線放射信号によって、充電台を探索するためにメモリに貯蔵された走行アルゴリズムによって一定領域を探索走行する（Ｓ１４０，Ｓ１５０）。このように、充電台と移動ロボット間のデータ送受信は、ブルートゥースモジュール、無線ランモジュール、ジグビーモジュールのうちいずれか一つを利用してデータを送受信することもでき、更に充電台と移動ロボットとのデータ通信は、赤外線を利用してデータを送受信することもできる。
【００５２】
一方、移動ロボット３００は、充電台から伝送される赤外線放射信号による探索走行時、カメラモジュール３１０を介して入力される周辺領域の映像を獲得してメモリ３２０に貯蔵する（Ｓ１６０）。
【００５３】
そして、移動ロボットのマイクロプロセッサ３６０は、カメラモジュール３１０から入力される映像から充電台の赤外線モジュールから放射される赤外線を感知する（Ｓ１７０）。つまり、本発明の実施例において、移動ロボットのマイクロプロセッサ３６０は、映像処理部３６２を介してメモリに貯蔵された以前の映像とカメラモジュールから入力される現在の映像の映像情報とを相互に比較して、充電台の赤外線モジュールから放射される赤外線を感知する。
【００５４】
言い換えると、充電台の赤外線モジュールからは赤外線が放射されている状態では、カメラモジュールを介して充電台から放射される赤外線の一部分でも撮像されると、移動ロボットは、撮像された赤外線映像によってメモリに貯蔵された以前の映像とカメラモジュールから入力される赤外線映像の色彩情報または輝度値の差が発生するので、これによって赤外線を感知するのである。
【００５５】
このように、映像処理部による以前の映像と入力される映像間の比較によって、赤外線が感知されなければ、移動ロボットは、再びＳ１５０段階の充電台探索のための走行をすることになる。しかし、Ｓ１７０段階で赤外線を感知すると、移動ロボットのマイクロプロセッサ３６０は、位置算出部３６３を介して赤外線の撮像された映像から赤外線の位置情報を算出する（Ｓ１８０）。例えば、位置算出部３６３は、赤外線の撮像された映像の中央を基準にして、赤外線の撮像された赤外線映像の中央までの方向を算出する。
【００５６】
以後、移動ロボットのマイクロプロセッサ３６０は、算出された赤外線映像がレンズを介して入力される映像の中央に位置するように、走行制御部３６４を介してモータ駆動部３７０に走行制御信号を出力する（Ｓ１９０）。
【００５７】
つまり、本発明による移動ロボットは、所定距離移動ごとにメモリに貯蔵された以前の映像とカメラモジュールから入力される現在の映像の映像情報とを相互に比較し、その結果によって算出される位置情報を利用して、映像での赤外線位置が映像の中央に位置するように、走行制御部を介してモータ駆動部に移動ロボットの走行制御信号を出力する。
【００５８】
本発明について、添付の図面を参照して好適実施例を中心に記述したが、当業者であればこのような記載から本発明の範疇を逸脱することなく、多様で自明な変形が可能であるということは明白である。従って、本発明の範疇は、このような多様な変形例を含むように記述された特許請求の範囲によって解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明による移動ロボットの自動充電復帰システムの構成を概略的に示した図である。
【図２】本発明による移動ロボットの自動充電復帰方法を説明するためのフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１００    充電台
１１０    無線送受信部
１２０    赤外線モジュール
３００    移動ロボット
３１０    カメラモジュール
３２０    メモリ
３３０    バッテリ
３４０    バッテリ測定部
３５０    無線送受信部
３６０    マイクロプロセッサ
３６１    充電制御部
３６２    映像処理部
３６３    位置算出部
３６４    走行制御部
３７０    モータ駆動部
【図１】
2006344202.tif 000003
【図２】
2006344202.tif 000004